Під дією вертикаль-них і горизонтальних кранових навантажень підкранова балка і тор-мозная конструкція працюють як єдиний тонкостінний стержень на ко-сой вигин з крученням (рис. 6, а), і нормальні напруги в той-який балці можна визначити за формулою
де МХО. Myo - згинальні моменти щодо головних осей інерції x0 - x0 і у0 - у0;
Ixo. Iyo - моменти інерції щодо головних осей;
/ # 969; - секторіальний момент інерції;
х0. y0. # 969; 0 - відповідно лінійні і секториальная координати точки перетину.
Мал. 6. До розрахунку підкранових балок
а - перетин балки і епюра нормальних напружень в тонкостінному стержні;
б - епюра напружень в умовній розрахунковій схемі
Так як лінія дії зусиль проходить поблизу центру вигину, вплив кручення невелика, тому при розрахунку балок використовується наближений підхід. Умовно приймається, що вертикальна навантаженням-ка сприймається тільки перетином підкранової балки (без урахування гальмівної конструкції), а горизонтальна - тільки гальмівний балкою, до складу перетину якої входять верхній пояс підкранової балки, гальмівний лист і оздоблюють його елемент (або верхній пояс суміжній підкранової балки). Таким чином, верхній пояс балки працює як на вертикальну, так і на горизонтальне навантаження, і максимальні напруги в точці А (рис. 6, б) можна визначити за формулою
відповідно в нижньому поясі
Тут Wх А - момент опору верхнього пояса; Wx н.п. - то ж, нижнього пояса; - момент опору гальмівної балки для крайньої точки верхнього пояса (точка А), при відсутності гальмових конструкцій - момент опору верхнього пояса відносно вертикальної осі.
Якщо гальмівна конструкція виконана у вигляді ферми, то верхній пояс балки крім напруги від вигину у вертикальній площині сприймає осьове зусилля (hт - висота гальмівний ферми) від роботи його в складі ферми і місцевий момент (d - відстань між вузлами гальмівний ферми) від внеузлового прикладання сили Тк (коефіцієнт 0,9 враховує нерозрізність пояса в вузлах).
Стійкість верхнього пояса з площини балки можна перевірити за наближеною формулою
де Wx A - момент опору балки;
Wy A - момент опору пояса відно-сительно вертикальної осі;
Af - площа перетину пояса.
Всі геометричні характе-ристики приймають без урахування ослаблення перетину. значення коефіцієнта # 966; визна-ляется по гнучкості верхнього пояса відносно вертикальної осі балки при розрахунок-ної довжині пояса, рівній d.
Якщо перетин пояса сильно ослаблено отворами, то вирішальною буде перевірка міцності, виконувана за формулою (10), але при # 966; = 1 і геометричних характеристиках нетто.
Дотичні напруження в стінці підкранових балок визначають так само, як і в звичайних балках, але без урахування пластичних деформує-цій.
Діюча на балку зосереджене навантаження від колеса крана розподіляється рейкою і поясом на деякий ділянку стінки, і в ній виникають місцеві нормальні напруги # 963; му (рис. 7). Действи-кові епюра розподілу цих напруг (пунктирна лінія) замінюється рівновеликої (суцільна лінія) з умови рівності їх максимальних значень. Міцність стінки на дію максимальних місцевих напружень перевіряють за формулою
Мал. 7. Місцеві напруги в стінці підкранових балок під колесом крана
а - в звареної балки; б - в клепаной
де Fк - розрахункове навантаження на колесі крана без урахування динамічності;
# 947; f - коеф-фициент збільшення навантаження на колесі, що враховує можливий перерозподіл зусиль між колесами і динамічний характер навантаження;
tw - товщина стінки;
lef умовна (розрахункова) довжина розподілу зусилля Fк, залежить від жорсткості пояса, рейки і сполучення пояса зі стінкою і визначається за формулою
де с - коефіцієнт, що враховує ступінь по-датлівості сполучення пояса і стінки; для сварок-них балок з = 3,25, клепаних - 3,75;
If1 - сума власних моментів інерції пояса і краново-го рейки або загальний момент інерції в разі приварювання рейки швами, що забезпечують спільну роботу рейки і пояса.
Стінку підкранової балки слід перевірити також на спільну дію нормальних, дотичних і місцевих на-напружень на рівні верхніх поясних швів за формулою
де # 946; - коефіцієнт, що дорівнює 1,15 при розрахунку розрізних балок і 1,3 - при розрахунку перетинів на опорах нерозрізних балок.
Позацентровий розташування рейки на балці, а також вплив горизонтальної поперечної сили, яка додається до голівки рейки (рис. 8), призводить до виникнення місцевого крутного моменту Мt. прикладеного до верхнього поясу балки і викликає додаткового-тільні напруги від вигину в стінці # 963; иу:
де - сума власних моментів інерції крутіння рейки і пояса.
Рис.8. Схема дії вертикальної і горизонтальної сил на підкранових балку
де е - умовний ексцентриситет рейки, що дорівнює 15 мм;
hr - висота рейки;
коефіцієнт 0,75 враховує велику довжину розподілу крутного момен-ту від сили Tk по довжині балки, ніж від сили Fk.
Крім напружень # 963; x = (Mx / Jx> y; # 964; xy = Qx # Тисячу чотиреста шістьдесят вісім; S / (Ix # Тисячу чотиреста шістьдесят вісім; tw) від загального вигину балки і # 963; loc і # 963; му в стінці балки виникають додаткові компоненти напруженого стану: # 963; locх = 0,25 # +1468; # 963; locу - напруги від распорного впливу зосередженої сили під ко-лісом крана; # 964; моху = 0,3 # +1468; # 963; locу - місцеві дотичні напруження від зосередженого зусилля; # 964; їху = 0,25 # 1468; # 963; иу - місцеві дотичні напруження від вигину стінки.
Перевірка прогину підкранових балок проводиться за правилами будівельної механіки або наближеним способом. З достатньою точністю прогин розрізних підкранових балок може бути визначений за формулою
де М - згинальний момент в балці від навантаження одного крана з # 947; f = 1,0;
Загальну стійкість підкранових балок перевіряють як і звичайних балок. При наявності гальмівних конструкцій загальна стійкості-с-балки, як правило, забезпечена і не вимагає перевірки.
Місцева стійкість елементів підкранової балки перевіряється так само, як і звичайних балок. Стійкість поясного листа забезпечувала-ється ставленням схилу стиснутого пояса до його товщині.
Стійкість стінки підкранової балки перевіряється з урахуванням місць-них нормальних напружень # 963; locy за формулою
де # 963; x. # 964; xy - крайове стискуюче і середнє дотичне напруження в стінці.
# 963; locy - оп-визначається за формулою (14) при # 947; f = 1,1;
# 947; c = 1,0 - коефіцієнт умов роботи.
Ребра жорсткості, що забезпечують місцеву стійкість стінки, повинні мати ширину не менше 90 мм. Двосторонні ребра жорсткості, згідно з нормами, не повинні приварюватися до поясів балок. Торці ребер слід щільно пригнати до верхнього поясу; при цьому в балках під крани з числом циклів навантаження п³ 2 # 8729, 10 6 торці ребер необ-обхідно стругати.
Підгонка ребер до верхнього поясу вимагає ретельного виконання, в іншому випадку можливі поворот пояса при відцентровому при-додатку кранового навантаження і локальний вигин стінки у верхній зоні. Це призведе до підвищення місцевих напружень і появи в цій зоні тріщин. Більш раціональні ребра жорсткості з куточків, прива-Ріва пером до стінки балки. Такі ребра покращують умови обпирання верхнього пояса і знижують кут його повороту.
У балках під крани легкого і середнього режимів роботи нормами допускаються односторонні ребра жорсткості з приварюванням їх до верхньо-му поясу і стінці.
Розміри ребер жорсткості приймають такими ж, як і в звичайних балках.